§ 28. Круговорот вещества в галактиках.

Изучив эволюцию звезд в галактиках, можно легко представить себе процесс круговорота материи в них. В непосредственной близости от ядра галактики рождаются все звезды. Далее звезды удаляются от ядра галактики по траектории в виде спирали Архимеда и одновременно «стареют», теряя свою массу. Молодые звёзды имеют массу 10 – 5 Солнечных масс, через 13 миллиардов лет звезда превращается в карлика с массой в 0,1 массы Солнца. На периферии галактики звезды взрываются и гибнут, превращаясь в темную пылевую туманность. После гибели звезды в пространство галактики поступает около 0,1 массы Солнца газопылевой материи. Большое количество пыли и камней образуется от разрушения планетарной системы. Какова судьба этой «трупной» материи звезды? Существует ли внутри галактики механизм очищения межзвездного пространства от темных пылевых туманностей?

1. Судьба "трупной" материи звезд и планет. Нет сомнения, что пылевая туманность будет длительное время находиться в межзвездном пространстве, испытывая притяжение галактического ядра. Постепенно пылевая туманность, образовавшаяся от взрыва «сверхновой», будет сближаться с ядром галактики и, наконец, упадет на него. В недрах ядра галактики холодная молекулярно-кристаллическая материя туманности, образовавшиеся от «сверхновой» звезды, опять превращается в плазму, то есть в элементарные частицы (нейтроны, протоны и электроны). После этого материя плазмы выбрасывается в спиральные рукава галактики, из которой опять конденсируются звезды, и процесс эволюции повторяется сначала. Из сказанного видно, что существует круговорот вещества в галактиках. Их ядра извергают материю (в виде горячей плазмы спиральных рукавов у спиральных галактик); из этой материи конденсируются звезды; звезды через миллиарды лет взрываются как «сверхновые», а получившаяся холодная газопылевая туманность опять возвращается к галактическому ядру. В этом круговороте вещества галактика безвозвратно теряет только ту материю, которая покидает ее в виде электромагнитного излучения и нейтрино. А химическая материя (в виде плазмы, газов, пыли, камней и астероидов – более крупных фрагментов от разрушенных планет) остается в пределах галактики и совершает многочисленные эволюционные круговороты.

2. Причина "вечной" эрупции ядра галактики. Только круговоротом материи в галактиках можно объяснить то, что из ядра галактики в течение миллиардов лет не прекращается эрупция вещества. Если бы не было постоянного потока холодного вещества с периферии на поверхность ядра галактики, отсутствовала бы «подпитка ядра извне», то интенсивная эрупция плазмы из ядра галактики долго не просуществовала бы. Галактика теряет свою массу только с излучением света и других электромагнитных волн. «Вещественная» материя галактик совершает бесчисленные кругообороты: ядро галактики → звезды и планеты → взрыв звезды с образованием темной пылевой туманности → «трупная материя» звёзд опять опадает на ядро галактики. Внутри ядра галактики кристаллическая материя и газы, оставшиеся от взрыва «сверхновой звезды», превращаются в плазму. Плазма повторно выбрасывается в космическое пространство, и из неё опять образуются молодые массивные звёзды. Ядро галактики постоянно пополняется веществом взорвавшихся звёзд, поэтому материя ядер не иссякает.

3. Спиралевидное движение звезд внутри галактик. Материя для звезд выбрасывается из ядра галактики в виде диффузных водородных туманностей, а через 13 миллиардов лет «трупная» материя звезд опадает на ядро галактики в виде пылевых туманностей. Рассмотрим механику эволюционного движения звезд в космическом пространстве. В начальном периоде они удаляются от галактического ядра и одновременно вращаются вокруг него внутри галактического рукава, что хорошо видно астрономам в спиралевидной галактике. Такое движение образует спираль, где радиус спирали увеличивается по мере удаления (спираль Архимеда) от центра галактики. Скорость удаления по инерции от ядра галактики у диффузных водородных туманностей 500 километров в секунду (стадия 0), молодых звезд - около 200 км/сек (стадия I), звезд с планетарной системой – 30 - 50 км/сек (стадия IV), звезд-карликов 0 километров в секунду (стадия V). В конце концов, удаление звезды от ядра галактики по инерции прекращается в стадию карликовой звезды, что происходит через 15 миллиардов лет после рождения звезды. Остановка движения звезды от ядра галактики к периферии обусловлена постоянным гравитационным притяжением звезды со стороны массивного ядра галактики, масса которого составляет миллионы солнечных масс. Однако вращение звезды-карлика вокруг ядра галактики продолжается. На протяжении всего конечного периода эволюции звезда-карлик начинает медленно «падать» от периферического района к ядру галактики, при этом звезда продолжает медленно вращается вокруг ядра. Траектория движения старой звезды-карлика продолжает иметь вид спирали Архимеда, только радиус «завивания» спирали не увеличивается (как у когда-то молодой звезды), а уменьшается от периферии к центру. Скорость «падения» старой звезды-карлика также возрастает по мере сближения с ядром. В каком-то месте «на обратном пути» к центру галактики происходят взрыв старой звезды-карлика как «сверхновой» звезды. Спиральную траекторию падения к ядру галактики затем продолжает темная пылевая туманность - «трупная» материя звезд и планет.